JP3075783B2 - 遠心力によるコンクリ−ト成形品の製造方法 - Google Patents
遠心力によるコンクリ−ト成形品の製造方法Info
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- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス製造工程中の研
磨により発生するガラス廃砂材を利用して、コンクリー
トパイル等の遠心力によるコンクリート成形品を製造す
る方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】コンク
リートパイルやヒューム管等の製造においては、遠心力
締固めによる成形が行なわれているが、コンクリートの
強度発現の手段として、従来、高純度シリカ粉末（SiO2
95重量％以上）を混入している。 【０００３】上記のシリカ粉末の混入量は、一般に、セ
メントに対し15〜35重量％と多く、しかも高純度のもの
が必要とされ、高価であるため、それがコンクリート製
品のコスト高の原因となっていた。 【０００４】ところで、ガラスの製造にあたっては、ガ
ラスの研磨工程において、ＳｉＯ２を多量に含んだ超微
粉ガラス（１〜３０ｗｔ％）と微粉珪砂の混合物である
研磨微粉体が排出されるが、この研磨微粉体は、一般に
硅酸質混合材あるいはガラス廃砂材と称されており、平
均粒径１０ｍｍ、ブレーン値８５００ｃｍ２／ｇの物質
である。このガラス廃砂材は、従来、殆ど利用されるこ
となく、単に空地等に含水率約３０％の泥状で投棄され
ている等、その取扱いに苦慮している物で、有効な利用
が望まれていた。 【０００５】上記ガラス廃砂材は、SiO2を多量に含んで
いることから、各種のコンクリート製品や生コンクリー
トの混和材や増量材、流動化材としての利用が考えられ
るものの、投棄されたガラス廃砂材は、少し時がたつ
と、粘土状の団塊状態となるため、乾燥粉体化するには
莫大な費用を要し、また、これをスラリー化した場合
は、流動が止るとその表面部が急速に硬化する性質とな
るため、取扱いが極めて面倒である等の難点が多く、し
たがって、コンクリートの混和材としての利用は無理で
あるとされ、なかなか実用化されるまでには至っていな
かった。 【０００６】本発明は、上記従来の事情にかんがみ提案
されたもので、従来産業廃棄物として投棄されていたガ
ラス廃砂材を、従来のシリカ粉末に代えてコンクリート
の混和材として有効に利用し、高強度のコンクリート製
品を経済的に製造するための新規な方法を提供しようと
するものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するため、まず、投棄されているガラス廃砂材の
団魂を小粒化、粉末化して利用するための研究を進めた
結果、ガラス廃砂材の団塊を、位置エネルギーを利用し
て落下解砕した後、さらに２次破砕装置で破砕して粒径
１０ｍｍ以下のものに小粒化し、コンクリートの混和材
として、取扱いが容易で経済的にも利用可能となる方法
を見出すことに成功した。かくして、さらに研究を進め
た結果、遠心力によるコンクリート成形品の製造にあた
って、コンクリートの混和材として、１０ｍｍ以下に小
粒化したガラス廃砂材を有効利用し、高強度のコンクリ
ート製品を得ることのできる本発明の方法を提案できる
に至った。 【０００８】すなわち、本発明の遠心力によるコンクリ
ート成形品の製造方法は、比表面積６，０００〜９，０
００ｃｍ２／ｇ，ＳｉＯ２８０重量％以上を含むガラス
廃砂材の原料団塊を、機械的に解砕して粒径１０ｍｍ以
下に小粒化し、ポルトランドセメント、細骨材、粗骨材
及び水からなるコンクリート材料のセメントに対して内
割で５〜３０重量％の上記小粒化したガラス廃砂材を、
あらかじめ上記粗骨材と混練した後、この混練物と 、
残余のコンクリート材料と、上記のポルトランドセメン
トに対して１〜２重量％の高性能減水剤とを混練し、こ
れを遠心力で締固め成形することを特徴とするものであ
る。 【０００９】本発明において使用するガラス廃砂材は、
SiO2の含有量が80％以上であり、比表面積が 6,000〜
9,000cm2/g 、好ましくは 8,000〜 9,000cm2/g のもの
が必要である。このガラス廃砂材は、ガラスの研磨工程
等で発生し、例えば天日で水分約30％まで乾燥団塊化し
たものであるが、前述したように、そのままでは使用す
るのに難点が多いので、機械的に解砕して10mm以下に小
粒化し、粉末化することによって利用できることにな
る。 【００１０】上記小粒化したガラス廃砂材の混入割合
は、コンクリート材料中のポルトランドセメントに対し
て内割りで５〜30重量％、好ましくは10〜20重量％とす
るのがよい。 【００１１】本発明においては、上記のガラス廃砂材
を、あらかじめコンクリート材料の一部のものと混練
（プレミキシング）した後、その混練物（一次混練物）
を残余のコンクリート材料と混練（本ミキシング）する
ことが必要である。プレミキシングでは、ガラス廃砂材
の全量と、全粗骨材量の25〜75％の粗骨材と、全水量の
40〜60％の水量とを混練する。このプレミキシングによ
って、小粒化したガラス廃砂材は、粗骨材による剪断作
用により微細化されて結合力が増大されることになる。
このプレミキシングでの時間は数分間という短時間であ
る。 【００１２】上記プレミキシングで混練された一次混練
物は、次の本ミキシングの工程で、残余のコンクリート
材料と混練される。その際、上記のポルトランドセメン
トに対して１〜２重量％の高性能減水剤を加えて混練す
る。高性能減水剤の配合割合が上記より少ない場合はコ
ンクリートのスランプ値か極端に低くなり、遠心力成形
を行なうことが困難となる。一方、高性能減水剤の配合
割合が上記より多い場合は、遠心力成形時に生ずる、通
常、ノロと呼ばれる廃液が多くなる。この本ミキシング
は、従来のコンクリートのミキシングと同様に数分間行
なわれる。 【００１３】遠心力成形は常法により行なえばよい。通
常、本ミキシングにより混練されたコンクリートを型枠
に注入し、型枠を回転させ遠心力により締固めして成形
体が得られる。その後に常圧蒸気養生を行い、必要に応
じて更に高温高圧蒸気養生を行う。 【００１４】 【実施例】以下、本発明方法の一実施例を説明する。 【００１５】（１）使用材料は次のとおりである。 ○セメント：晋通ポルトランドセメント（小野田セメント株式会社製） ○細骨材：砂（比重２．６２） ○粗骨材：砂利（比重２．６７・最大寸法２０ｍｍ） ○高性能減水剤・マイティ１５０（花王株式会社製） ○ガラス廃砂剤：比表面積８５４０ｃｍ２／ｇ、比重２．５９ （セントラル硝子株式会社製） 上記ガラス廃砂材の主な成分はＳｉＯ２・８７．３％、
Ａｌ２Ｏ３・１．９％、Ｆｅ２Ｏ３・２．８％、ＣａＯ
・２．８％、ＭｇＯ・０．４％である。 【００１６】(2) 上記の材料を使用し、ガラス廃砂材を
用いた本発明方法によるコンクリートと、ガラス廃砂材
を用いない従来法によるコンクリート（比較例）との比
較試験を行なった。本発明の実施例と比較例のものとの
コンクリート配合は表１のとおりである。 【００１７】 【表１】 【００１８】（３）供試体のコンクリート練成 実施例１ 表１の配合において、ガラス廃砂材の全量４５ｋｇを使
用し、これを粗骨材５７２ｋｇと水７０ｋｇで１分間プ
レミキシングし、この一次混練物を残余の配合材と混合
して、１分間本ミキシングした。 実施例２ 表１の配合において、ガラス廃砂材の全量６８ｋｇを使
用し、これを粗骨材５６１ｋｇと水７５ｋｇで１分間プ
レミキシングし、この一次混練物を残余の配合材と混合
して、１分間本ミキシングした。 実施例３ 表１の配合において、ガラス廃砂材の全量９０ｋｇを使
用し、これを粗骨材５５４ｋｇと水７８ｋｇで１分間プ
レミキシングし、この一次混練物を残余の配合材と混合
して、１分間本ミキシングした。 比較例 従来法により、表１の配合材料の全量を使用して本ミキ
シングした。 【００１９】(4) 遠心力成形 各実施例及び比較例とも、上記練成のコンクリートを、
遠心力供試体用の型枠（外径20cm×長さ30cm）内に投入
し、遠心力を初速３Ｇで２分間、中速５Ｇで１分間、高
速35Ｇで２分間の運転により成形した。 【００２０】（５）試験結果 上記各実施例及び比較例とも遠心力成形後、常圧蒸気養
生と、常圧蒸気養生後高温高圧蒸気養生との２種の養生
を施して製品とし、圧縮強度試験を行なった。その試験
結果は表２に示すとおりである。 【００２１】 【表２】【００２２】上記試験結果によれば、本発明の実施例
１，２，３に示すように、例えば圧縮強度８５０ｋｇｆ
／ｃｍ２以上、ことに実施例１，２で１０００ｋｇｆ／
ｃｍ ２ に近い値を発現している。 【００２３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来、利用し難いものとして捨てられているような状況
にあったガラス廃砂材を、コストウエイトの高いセメン
トに代る混和材として安価に利用することができ、コン
クリートの材料費を低減させることができるので、経済
的効果が期待できるとともに、従来、コンクリートの強
度発現の手段として用いられている高価な高純度シリカ
粉末を混入することなく、高強度のコンクリート製品を
得ることができ、基礎杭やヒューム管等の高強度が要求
されるコンクリート製品に広く適用可能であり、また経
済的にも優れた効果を奏するものである。
磨により発生するガラス廃砂材を利用して、コンクリー
トパイル等の遠心力によるコンクリート成形品を製造す
る方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】コンク
リートパイルやヒューム管等の製造においては、遠心力
締固めによる成形が行なわれているが、コンクリートの
強度発現の手段として、従来、高純度シリカ粉末（SiO2
95重量％以上）を混入している。 【０００３】上記のシリカ粉末の混入量は、一般に、セ
メントに対し15〜35重量％と多く、しかも高純度のもの
が必要とされ、高価であるため、それがコンクリート製
品のコスト高の原因となっていた。 【０００４】ところで、ガラスの製造にあたっては、ガ
ラスの研磨工程において、ＳｉＯ２を多量に含んだ超微
粉ガラス（１〜３０ｗｔ％）と微粉珪砂の混合物である
研磨微粉体が排出されるが、この研磨微粉体は、一般に
硅酸質混合材あるいはガラス廃砂材と称されており、平
均粒径１０ｍｍ、ブレーン値８５００ｃｍ２／ｇの物質
である。このガラス廃砂材は、従来、殆ど利用されるこ
となく、単に空地等に含水率約３０％の泥状で投棄され
ている等、その取扱いに苦慮している物で、有効な利用
が望まれていた。 【０００５】上記ガラス廃砂材は、SiO2を多量に含んで
いることから、各種のコンクリート製品や生コンクリー
トの混和材や増量材、流動化材としての利用が考えられ
るものの、投棄されたガラス廃砂材は、少し時がたつ
と、粘土状の団塊状態となるため、乾燥粉体化するには
莫大な費用を要し、また、これをスラリー化した場合
は、流動が止るとその表面部が急速に硬化する性質とな
るため、取扱いが極めて面倒である等の難点が多く、し
たがって、コンクリートの混和材としての利用は無理で
あるとされ、なかなか実用化されるまでには至っていな
かった。 【０００６】本発明は、上記従来の事情にかんがみ提案
されたもので、従来産業廃棄物として投棄されていたガ
ラス廃砂材を、従来のシリカ粉末に代えてコンクリート
の混和材として有効に利用し、高強度のコンクリート製
品を経済的に製造するための新規な方法を提供しようと
するものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するため、まず、投棄されているガラス廃砂材の
団魂を小粒化、粉末化して利用するための研究を進めた
結果、ガラス廃砂材の団塊を、位置エネルギーを利用し
て落下解砕した後、さらに２次破砕装置で破砕して粒径
１０ｍｍ以下のものに小粒化し、コンクリートの混和材
として、取扱いが容易で経済的にも利用可能となる方法
を見出すことに成功した。かくして、さらに研究を進め
た結果、遠心力によるコンクリート成形品の製造にあた
って、コンクリートの混和材として、１０ｍｍ以下に小
粒化したガラス廃砂材を有効利用し、高強度のコンクリ
ート製品を得ることのできる本発明の方法を提案できる
に至った。 【０００８】すなわち、本発明の遠心力によるコンクリ
ート成形品の製造方法は、比表面積６，０００〜９，０
００ｃｍ２／ｇ，ＳｉＯ２８０重量％以上を含むガラス
廃砂材の原料団塊を、機械的に解砕して粒径１０ｍｍ以
下に小粒化し、ポルトランドセメント、細骨材、粗骨材
及び水からなるコンクリート材料のセメントに対して内
割で５〜３０重量％の上記小粒化したガラス廃砂材を、
あらかじめ上記粗骨材と混練した後、この混練物と 、
残余のコンクリート材料と、上記のポルトランドセメン
トに対して１〜２重量％の高性能減水剤とを混練し、こ
れを遠心力で締固め成形することを特徴とするものであ
る。 【０００９】本発明において使用するガラス廃砂材は、
SiO2の含有量が80％以上であり、比表面積が 6,000〜
9,000cm2/g 、好ましくは 8,000〜 9,000cm2/g のもの
が必要である。このガラス廃砂材は、ガラスの研磨工程
等で発生し、例えば天日で水分約30％まで乾燥団塊化し
たものであるが、前述したように、そのままでは使用す
るのに難点が多いので、機械的に解砕して10mm以下に小
粒化し、粉末化することによって利用できることにな
る。 【００１０】上記小粒化したガラス廃砂材の混入割合
は、コンクリート材料中のポルトランドセメントに対し
て内割りで５〜30重量％、好ましくは10〜20重量％とす
るのがよい。 【００１１】本発明においては、上記のガラス廃砂材
を、あらかじめコンクリート材料の一部のものと混練
（プレミキシング）した後、その混練物（一次混練物）
を残余のコンクリート材料と混練（本ミキシング）する
ことが必要である。プレミキシングでは、ガラス廃砂材
の全量と、全粗骨材量の25〜75％の粗骨材と、全水量の
40〜60％の水量とを混練する。このプレミキシングによ
って、小粒化したガラス廃砂材は、粗骨材による剪断作
用により微細化されて結合力が増大されることになる。
このプレミキシングでの時間は数分間という短時間であ
る。 【００１２】上記プレミキシングで混練された一次混練
物は、次の本ミキシングの工程で、残余のコンクリート
材料と混練される。その際、上記のポルトランドセメン
トに対して１〜２重量％の高性能減水剤を加えて混練す
る。高性能減水剤の配合割合が上記より少ない場合はコ
ンクリートのスランプ値か極端に低くなり、遠心力成形
を行なうことが困難となる。一方、高性能減水剤の配合
割合が上記より多い場合は、遠心力成形時に生ずる、通
常、ノロと呼ばれる廃液が多くなる。この本ミキシング
は、従来のコンクリートのミキシングと同様に数分間行
なわれる。 【００１３】遠心力成形は常法により行なえばよい。通
常、本ミキシングにより混練されたコンクリートを型枠
に注入し、型枠を回転させ遠心力により締固めして成形
体が得られる。その後に常圧蒸気養生を行い、必要に応
じて更に高温高圧蒸気養生を行う。 【００１４】 【実施例】以下、本発明方法の一実施例を説明する。 【００１５】（１）使用材料は次のとおりである。 ○セメント：晋通ポルトランドセメント（小野田セメント株式会社製） ○細骨材：砂（比重２．６２） ○粗骨材：砂利（比重２．６７・最大寸法２０ｍｍ） ○高性能減水剤・マイティ１５０（花王株式会社製） ○ガラス廃砂剤：比表面積８５４０ｃｍ２／ｇ、比重２．５９ （セントラル硝子株式会社製） 上記ガラス廃砂材の主な成分はＳｉＯ２・８７．３％、
Ａｌ２Ｏ３・１．９％、Ｆｅ２Ｏ３・２．８％、ＣａＯ
・２．８％、ＭｇＯ・０．４％である。 【００１６】(2) 上記の材料を使用し、ガラス廃砂材を
用いた本発明方法によるコンクリートと、ガラス廃砂材
を用いない従来法によるコンクリート（比較例）との比
較試験を行なった。本発明の実施例と比較例のものとの
コンクリート配合は表１のとおりである。 【００１７】 【表１】 【００１８】（３）供試体のコンクリート練成 実施例１ 表１の配合において、ガラス廃砂材の全量４５ｋｇを使
用し、これを粗骨材５７２ｋｇと水７０ｋｇで１分間プ
レミキシングし、この一次混練物を残余の配合材と混合
して、１分間本ミキシングした。 実施例２ 表１の配合において、ガラス廃砂材の全量６８ｋｇを使
用し、これを粗骨材５６１ｋｇと水７５ｋｇで１分間プ
レミキシングし、この一次混練物を残余の配合材と混合
して、１分間本ミキシングした。 実施例３ 表１の配合において、ガラス廃砂材の全量９０ｋｇを使
用し、これを粗骨材５５４ｋｇと水７８ｋｇで１分間プ
レミキシングし、この一次混練物を残余の配合材と混合
して、１分間本ミキシングした。 比較例 従来法により、表１の配合材料の全量を使用して本ミキ
シングした。 【００１９】(4) 遠心力成形 各実施例及び比較例とも、上記練成のコンクリートを、
遠心力供試体用の型枠（外径20cm×長さ30cm）内に投入
し、遠心力を初速３Ｇで２分間、中速５Ｇで１分間、高
速35Ｇで２分間の運転により成形した。 【００２０】（５）試験結果 上記各実施例及び比較例とも遠心力成形後、常圧蒸気養
生と、常圧蒸気養生後高温高圧蒸気養生との２種の養生
を施して製品とし、圧縮強度試験を行なった。その試験
結果は表２に示すとおりである。 【００２１】 【表２】【００２２】上記試験結果によれば、本発明の実施例
１，２，３に示すように、例えば圧縮強度８５０ｋｇｆ
／ｃｍ２以上、ことに実施例１，２で１０００ｋｇｆ／
ｃｍ ２ に近い値を発現している。 【００２３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来、利用し難いものとして捨てられているような状況
にあったガラス廃砂材を、コストウエイトの高いセメン
トに代る混和材として安価に利用することができ、コン
クリートの材料費を低減させることができるので、経済
的効果が期待できるとともに、従来、コンクリートの強
度発現の手段として用いられている高価な高純度シリカ
粉末を混入することなく、高強度のコンクリート製品を
得ることができ、基礎杭やヒューム管等の高強度が要求
されるコンクリート製品に広く適用可能であり、また経
済的にも優れた効果を奏するものである。
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フロントページの続き
(72)発明者 稗田 寿郎
三重県四日市市東阿倉川363−３
(72)発明者 板谷 司
三重県松坂市光町12−15
(56)参考文献 特開 昭62−7654（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−198054（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−122605（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−31710（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B28B 1/20
C04B 18/16
C04B 18:16
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 比表面積 6,000〜 9,000cm2/g,SiO280重量％以上を含む
ガラス廃砂材の原料団塊を、機械的に解砕して粒径10mm
以下に小粒化し、ポルトランドセメント、細骨材、粗骨
材及び水からなるコンクリート材料のセメントに対して
内割で５〜30重量％の上記小粒化したガラス廃砂材を、
あらかじめ上記粗骨材と混練した後、この混練物と、残
余のコンクリート材料と、上記混練物に対して１〜２重
量％の高性能減水剤とを混練し、これを遠心力で締固め
成形することを特徴とする、遠心力によるコンクリート
成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21160791A JP3075783B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 遠心力によるコンクリ−ト成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21160791A JP3075783B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 遠心力によるコンクリ−ト成形品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0531709A JPH0531709A (ja) | 1993-02-09 |
| JP3075783B2 true JP3075783B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=16608567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21160791A Expired - Fee Related JP3075783B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 遠心力によるコンクリ−ト成形品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3075783B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6234694B1 (en) * | 1997-07-29 | 2001-05-22 | Ascom Hasler Mailing Systems Inc. | Media control to eliminate printing images beyond the media boundaries |
| JP4498768B2 (ja) * | 2004-02-13 | 2010-07-07 | 電気化学工業株式会社 | セメント組成物、空洞充填材、及びその使用方法 |
| CN111439978A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-07-24 | 杨萍萍 | 一种抗裂再生混凝土及其制造方法 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP21160791A patent/JP3075783B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0531709A (ja) | 1993-02-09 |
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